行星是如何誕生的？太陽(yáng)系又是如何演化的？近日，浙江大學(xué)發(fā)布該校物理學(xué)院研究員劉倍貝與法國(guó)波爾多大學(xué)教授雷蒙德、美國(guó)密歇根州立大學(xué)教授雅格布森共同提出的太陽(yáng)系巨行星軌道演化新模型。這項(xiàng)成果在北京時(shí)間4月27日刊登于《自然》雜志，劉倍貝是論文的第一作者兼通訊作者，浙大物理學(xué)院為第一單位。

　　“今天我們所見(jiàn)太陽(yáng)系的行星軌道，與太陽(yáng)系‘童年’時(shí)期有很大不同�！眲⒈敦愓f(shuō)，追尋太陽(yáng)系早期動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定的原因，是國(guó)內(nèi)外學(xué)界非常關(guān)注的問(wèn)題。

　　描述太陽(yáng)系巨行星演化當(dāng)前最流行的是Nice模型，該模型認(rèn)為：軌道不穩(wěn)定發(fā)生在太陽(yáng)系誕生數(shù)億年之后，那時(shí)，原行星盤氣體耗散，巨行星與外部的星子盤相互作用不斷交換軌道能量，最終使得行星擺脫共振束縛并引發(fā)動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定。

　　劉倍貝團(tuán)隊(duì)提出，可以用氣體盤的耗散來(lái)解釋行星軌道的演化，這是先前模型沒(méi)有考慮到的因素�！霸跉怏w盤演化的晚期，太陽(yáng)輻射的高能光子直射行星盤，形成的強(qiáng)勁光壓首先吹散了靠近太陽(yáng)的氣體，行星盤內(nèi)部出現(xiàn)了中空的結(jié)構(gòu)。后續(xù)光壓由內(nèi)向外逐步驅(qū)散盤中剩余氣體，行星盤質(zhì)量伴隨著盤內(nèi)邊界向外擴(kuò)張而減小，這個(gè)過(guò)程被稱為行星盤的光致蒸發(fā)�！眲⒈敦愓f(shuō)，這時(shí)太陽(yáng)就好比一個(gè)巨型吹風(fēng)機(jī)，不斷“吹”走盤中的氣體。

　　“我們的研究表明，該過(guò)程導(dǎo)致的動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定緊隨著氣體盤耗散，在太陽(yáng)系誕生后約500萬(wàn)到1000萬(wàn)年間發(fā)生。有別于Nice模型，我們的模型中巨行星軌道不穩(wěn)定發(fā)生的時(shí)間更早�！眲⒈敦愓f(shuō)。

　　“我們能從月球隕石坑的年齡找到新的佐證。”劉倍貝介紹，巨行星動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定會(huì)打破太陽(yáng)系原有的平靜，它們強(qiáng)大的引力擾動(dòng)迫使周圍小天體不斷撞向其他行星和衛(wèi)星，并在星體表面留下隕石坑。

　　劉倍貝說(shuō)：“月球隕石坑有著廣泛的年齡分布，小行星撞擊事件隨時(shí)間自然衰減，這也與我們團(tuán)隊(duì)提出的早期不穩(wěn)定模型研究更自洽�！�

　　此外，類地行星的軌道也支持劉倍貝團(tuán)隊(duì)的“反彈”模型。根據(jù)觀測(cè)，原始地球形成于原行星盤階段，在太陽(yáng)系誕生后3000萬(wàn)至1億年間最終長(zhǎng)成。如果不穩(wěn)定發(fā)生在地球完全形成之前，巨行星軌道動(dòng)蕩有概率觸發(fā)大碰撞事件，誘發(fā)原始地球與一個(gè)火星大小的天體相撞，逐漸形成現(xiàn)今的地月系統(tǒng)。

　　“而Nice模型所預(yù)期，不穩(wěn)定發(fā)生在地球形成之后，地球就不能成為今天的地球�！眲⒈敦愓f(shuō)，“早期動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定更符合來(lái)自太陽(yáng)系其他天體關(guān)于小行星撞擊時(shí)間的記錄。新模型也可以更好地解釋后續(xù)形成的類地行星的質(zhì)量和軌道構(gòu)型，這些均為其有別于傳統(tǒng)模型的優(yōu)點(diǎn)�！�

　　審稿人對(duì)這一研究評(píng)價(jià)稱：“該模型很可能是太陽(yáng)系演化理論中缺失的成分，文章新穎且意義重大。”劉倍貝表示，未來(lái)團(tuán)隊(duì)會(huì)進(jìn)一步探究巨行星軌道演化對(duì)地球形成及其水起源的影響等問(wèn)題。

　　中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 李劍平